中国发表的材料学论文数量世界第一但商业化前景如何

　　中国发表的材料科学论文比其它任何国家都多，但要获得材料研究的经济效益，中国还需要将科研成果投入到应用中。

　　围绕先进材料发展新产业来维持经济增长是中国的一项宏伟计划。

　　在过去15年中，材料科学，尤其是纳米材料等领域已经成为了政策制定者的关注重点。十多年来，中国一直是在材料科学领域发表论文最多的国家，而自2010年以来，这些论文的数量增速进一步扩大。

　　研究生们在北京大学碳纳米净化室里测量碳纳米集成电路。Mark Leong

　　根据Web of Science的数据，在2006年到2015年间，中国作者发表的材料科学论文增长了将近两倍。2015年，中国研究者发表的论文中有十分之一都是材料科学领域的。在发表数量大幅上升的背后，是政府的大规模资金投入和在引进人才方面的共同努力。

　　除了可以促进经济发展，新材料还能带动基础设施建设，帮助解决中国13亿人口的住房、就业和交通问题。“从军工到医疗保健，各行各业都需要更多、更好的材料，”苏州大学的纳米材料学教授李述汤说。

　　但材料研究者认为，需要将更多的资源投入到基础研究的转化中。应用科学家表示，如果没有足够的扶持，中国在材料研究商业化方面的努力就将会受阻。

　　前沿科技

　　大力投资材料科学是中国整体科技战略的一个重要组成部分。在2016年公布的国家研发计划中，中国中央政府承诺为国家发展至关重要的研究领域提供充足的资金，比如农业或能提高中国工业竞争力的战略领域。李述汤说，中国的目标不仅仅是“在发达国家的传统优势领域迎头赶上”——这些领域包括高性能合金和钢铁研究等等——还要在新兴领域引领全球。纳米技术就是中国政府的首要目标之一。

　　今年二月，在全国人大召开前不久，科技部宣传了一些在其经费支持下取得的研究成果。去年，中国科学家开发出了一种铁基超导体、一种超强合金和栅极长度仅为5纳米的碳纳米晶体管。

　　这种小型晶体管是物理学家彭练矛和他在北京大学的团队研发出来的。多年来，彭练矛的实验室一直在开发尺寸越来越小的碳纳米管半导体设备和集成电路；这些设备是计算处理的未来。模型表明，用碳纳米管制成的微处理器比硅片快10倍，而且更节能。

　　今年1月，彭练矛团队研发的栅极长度5纳米的碳纳米晶体管发表在了《科学》期刊上，这项研究的经费是科技部、中国国家自然科学基金委员会和北京市科学技术委员会提供的。作为政府纳米科技重点专项的一部分，彭练矛的实验室在未来五年还将获得3200万元人民币的经费。

　　发展应用科学

　　这些经费让彭练矛的团队得以开展优质的研究工作，但他表示，更多经费应该被投入到应用研究中来，好让像他这样的团队开发出纳米技术研究成果的原型产品。

　　他说：“应用研究是创新性的，需要长期的投入和努力，但应用研究者并没有获得应得的研究经费。”

　　举例来说，纳米科技重点专项向基础科学研究团队提供的经费是彭练矛的实验室所获资金的两倍以上，一些团队能在五年中获得9000万元人民币的经费。将碳纳米管设备开发成计算机芯片将需要“数十亿元的经费来建设基础设施、购买设备和招聘高技能人才，”他说，“大学没有这样的能力。”

　　彭练矛说，政府有资金也有决心支持整条新材料研发链——从实验室到产品上市。但他认为，在政策惯性和一些权威科学家的影响下，资金更偏向于基础科学。

　　他说，如果项目拥有强大的政府扶持和资助，大公司或国有企业就更有可能投资技术，推动技术商业化。

　　彭练矛相信，在5至10年内，碳纳米管芯片将能发展成熟。和他的团队一样，来自全球各地的其他一些团队也正在朝着这一方向大步迈进。对于彭练矛而言，要想进一步开发自己的技术，以产业规模生产芯片，他需要与企业合作。“工程问题不是（我的实验室的）强项，”他说，“但如果我们再取得一些进展，国家可能就会关注我们的研究，也会有国企愿意与我们合作。”